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2017年12月18日 星期一

丁酉(鸡)年十一月初一

云和降水中的微波衰减 - 云和降水中的微波衰减 [回目录]

云和降水中的微波衰减 - 正文 [回目录]

  微波在云、雨、大气中传播时,云、雨和大气对微波的吸收和散射所造成的微波能量的衰减。
  微波在有云、雨的大气中传播时,其能量的衰减,是大气和云滴、雨滴对微波衰减作用的总和。由于微波波长比气体分子直径大得多,所以微波波段的大气散射可以略去不计(见大气散射)。大气对微波的衰减主要是大气的微波吸收所造成的。波长大于3厘米(频率小于10吉赫)的微波作短距离传播时,大气的衰减作用可以略去,但在长距离传播中必须考虑。云、雨对微波的衰减,主要是水滴对微波的散射和吸收共同作用的结果。
  云、雨对微波的衰减系数是吸收系数和散射系数之和。在无降水的云层中,云滴半径rc比微波波长λ小得多,当2πrc/λ«1时,可用瑞利散射来处理电磁波和云滴的相互作用,此时,云层的衰减,以吸收作用为主,散射作用可略而不计。当雨滴半径r满足2πr/λ≥1时,则需用米散射处理电磁波和雨滴的相互作用,此时,散射作用不容忽视(见云和降水粒子的微波散射)。雨的散射系数比吸收系数小。散射系数与吸收系数的比值,随着雨的增强或波长变短而加大。根据计算,在波长为3.2厘米和雨强为2毫米/小时的条件下,散射系数与吸收系数的比值为0.05;若波长为0.8厘米和雨强为90毫米/小时,则为0.49。吸收系数和散射系数都随雨强的增强而加大,但散射系数增大的趋势比吸收系数较快。雨的衰减系数随波长增加而迅速减小,例如波长由1厘米增至3厘米时,衰减系数要小一个量级,波长超过10厘米的微波,雨的衰减作用就很小了(见图)。
  微波衰减常用的单位为分贝/公里或公里-1(又称奈贝/公里)。若微波辐射能量为I0,经过1公里介质后辐射能量为 I,则介质的衰减为 云和降水中的微波衰减分贝/公里或云和降水中的微波衰减公里-1(1分贝/公里=0.23公里-1)。

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更新时间 : 2009-04-16

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